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浙教版科学八上第二章 第3节 大气的压强 第2课时 大气压与人类生活
一、大气压与生活用品
1.大气压和我们人类的生活关系非常密切,我们日常生活中的很多地方都利用了与大气压有关的知识。你认为下列现象不属于利用大气压实例的是( )
A.塑料挂衣钩能贴在墙上挂衣物 B.用注射器能把药液注入肌肉里
C.真空包装的食品被压得紧紧地 D.用吸尘器能吸起地板上的灰尘
2.图实例中,利用大气压的是( )
A.发烧时擦酒精降温
B.盐水选种
C.用吸管吸饮料
D.奶牛自动喂水器
二、大气压对天气的影响
3.关于图中空气运动的说法,正确的是( )
A.①处空气上升是因为气压高
B.③处气压较④处高,所以空气下沉
C.⑥处气温高、气压低,所以空气下沉
D.④处气温低,空气收缩下沉
4.用气压计测量大气压时,能使气压计示数变小的是( )
A.把气压计从山顶拿到山脚下 B.天气由晴转阴雨
C.季节从夏季到冬季 D.把气压计从室内拿到室外
三、大气压对人体的影响
5.登山运动员徒手攀登海拔较高的山峰,在继续攀登海拔4000 m以上高度时,尽管经过充足的休息后再爬,但是越往上爬越感觉到乏力,出现头晕、耳鸣和恶心等现象,其主要原因是( )
A.山峰陡峭,人体能量消耗大
B.高处气温太低
C.该运动员体质太差
D.高山上空气稀薄,气压偏低缺氧
6.近年来,大量人员涌向西藏旅游,但并不是每个人都能去的。为了研究人们对高原生活的适应情况,科学家请一些人员进入密闭的实验舱后让他们慢慢地“飞向西藏”,然后进行各项测试。“飞向西藏”的实际内容是 ( )
A.将实验舱用飞机运往西藏 B.将实验舱升入高空
C.逐渐减小实验舱内的气压 D.逐渐增大实验舱内的气压
四、气压对液体沸点的影响
7.高压锅是常用的炊具,能缩短食物的烹饪时间。有时为了尽快打开高压锅,会采用冷水冲淋的方法,如图所示。
(1)高压锅能缩短烹饪时间的原因是气压增大,沸点 。
(2)用冷水冲淋能够快速打开高压锅的原理是 。
8.如图所示,把一根两端开口的细玻璃管,通过橡皮塞插入装有红色水的玻璃瓶中,从管口向瓶内吹入少量气体后,瓶内的水沿玻璃管上升的高度为h。把这个自制气压计从1楼带到5楼的过程中(对瓶子采取了保温措施),观察到管内水柱的高度发生了变化,如下表所示。
楼层 1 2 3 4 5
管内与瓶内水面的高度差h/cm 5 5.3 5.7 6 6.3
根据实验现象,下列判断错误的是 ( )
A.往瓶内吹气后,瓶内气压小于瓶外大气压
B.水柱高度h增大,说明大气压降低了
C.上楼的过程中,给瓶子保温是为了避免温度对测量结果的影响
D.水柱高度h越大,瓶内外的气体压强差越大
9.“拔火罐”是我国传统医疗的一种手段。如图所示,医生先用点燃的酒精球加热火罐内的空气,随后迅速把火罐倒扣在需要治疗的部位,冷却后火罐便紧贴在皮肤上。已知大气压为1.0×105 Pa,火罐开口部位的面积为10 cm2,罐内空气冷却变为室温时其压强为9.0×104 Pa,不计火罐重力。则罐内空气对皮肤的压力为 ,皮肤对火罐的支持力为 。
10.
(1)如图甲所示,烧瓶中的水沸腾后移去酒精灯,水停止沸腾;待水温降低一些后将注射器接到烧瓶口上(如图乙所示),向外拉注射器活塞,看到的现象是 。这个实验说明了 。
(2)如果把图乙所示装置改装成图丙所示的装置,继续加热,待水沸腾后注射器才与胶管连接,并把注射器的活塞往里推,增大气压,这时在正常情况下你看到的现象是 ;一会儿,水又沸腾时温度计的示数 (填“变大”或“不变”),这样操作容易发生危险。
(3)某制药厂在制药时,为了从药液中提取抗生素粉剂,采用加热的方法使水沸腾除去水分,但要求药液的温度不超过80 ℃,下列方法可行的是 ( )
A.用微火加热使其沸腾
B.缩短加热时间
C.降低容器内的气压,使水的沸点低于80 ℃
D.增大容器内的气压,使水的沸点低于80 ℃
11.如图甲所示,高压锅是利用液体沸点会随着气压增大而升高的原理设计的。图乙为水的沸点跟气压的关系图像。已知高压锅盖出气孔的横截面积为12 mm2,限压阀的质量为72 g。请你通过计算并对照图乙来判断:用该高压锅烧水,水温最高可以达到多少摄氏度 (g取10 N/kg,大气压值取1.0×105 Pa)
五、自我提升
12.在标准大气压下,水的沸点是100 ℃。如图所示的小试管B装有热水,悬放在装有沸水的烧杯A中,试管B中的水不能沸腾。要使试管B中的水沸腾,可采取的两种方法分别是:
① 。② 。
13.如图所示,烧杯中有水,水中倒扣着一个玻璃瓶,瓶内水面比烧杯内水面低,当烧杯中的水被加热到一定温度时 ( )
A.烧杯和玻璃瓶内的水可能都会沸腾
B.烧杯中的水可能会沸腾,玻璃瓶内的水一定不会沸腾
C.烧杯中的水一定不会沸腾,玻璃瓶内的水可能会沸腾
D.烧杯和玻璃瓶内的水一定都不会沸腾
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】大气压强的存在
【解析】【分析】根据各个选项中包含的物理原理判断。
【解答】塑料挂衣钩能贴在墙上挂衣物,真空包装的食品被压得紧紧地 ,用吸尘器能吸起地板上的灰尘,三者都是因为外面的大气压强大于物体内部的气压,从而受到了大气向内的压力所致,故A、C、D不合题意;
用注射器能把药液注入肌肉里时,药液依靠活塞产生的压强进入肌肉内,与大气压强无关,故B符合题意。
故选B。
2.【答案】C
【知识点】大气压强的存在
【解析】【分析】分析各个选项中包含的物理原理Ike。
【解答】A.发烧时擦酒精降温,利用液体蒸发吸热,故A不合题意;
B.盐水选种,利用密度大于水的下沉,密度小于水的漂浮的原理,故B不合题意;
C.用吸管吸饮料时,利用外界的大气压强将饮料压入口中,故C符合题意;
D.奶牛自动喂水器,利用连通器原理,故D不合题意。
故选C。
3.【答案】D
【知识点】大气压强的存在
【解析】【分析】热力环流的过程为近地面温度高气体膨胀上升形成低压,高空形成高压;温度低气体收缩下沉形成高压,高空形成低压;大气在水平方向上从高压流向低压,从而形成热力环流.【解答】A.①处空气上升是因为气温高,空气体积膨胀,密度减小,而不是气压高,故A错误;
B.同一地区高度越高气压越低,故③处气压较④低,故B错误;
C.⑥处气温低、气压高,故C错误;
D.④处气温低,空气收缩下沉,形成高压,故D正确。
故选D。
4.【答案】B
【知识点】大气压强与高度的关系;大气压对天气的影响
【解析】【分析】根据大气压强的因素因素分析判断。
【解答】A.大气压强随高度的增大而减小,则把气压计从山顶拿到山脚下时气压会增大,故A不合题意;
B.晴天时气压高,阴天时气压低,故B符合题意;
C.冬季时气压高,而夏季时气压低,故C不合题意;
D.在同一地点,室内和室外的气压几乎相同,故D不合题意。
故选B。
5.【答案】D
【知识点】大气压强与高度的关系
【解析】【分析】根据气压随高度的变化规律分析判断。
【解答】大气压强随高度的增大而减小,因此海拔4000m的山峰上大气压强很小,此处空气稀薄,空气中氧气含量很低,这会导致人体出现头晕、耳鸣和恶心等问题,故D正确,而A、B、C错误。
故选D。
6.【答案】C
【知识点】大气压强与高度的关系
【解析】【分析】气压的大小与高度有关,高度越高,气压越小。【解答】科学家请一些人员进入密闭的实验舱后让他们“慢慢地飞向西藏”,由于西藏的海拔较高,气压较小,所以其实际内容是减小实验舱内的气压,来模拟西藏的气压,故C正确,A、B、D错误。
故选C。
7.【答案】(1)升高
(2)冷水冲淋使高压锅内气温降低,气压减小到接近外界大气压
【知识点】沸点及沸点与气压的关系
【解析】【分析】(1)(2)根据液体沸点随气压的变化规律解答。
【解答】(1)高压锅能缩短烹饪时间的原因是气压增大,沸点升高。
(2)用冷水冲淋能够快速打开高压锅的原理是:冷水冲淋使高压锅内气温降低,气压减小到接近外界大气压。
8.【答案】A
【知识点】大气压强的存在;液体压强计算公式的应用
【解析】【分析】(1)(4)瓶内封闭气体压强p等于大气压p0与玻璃管内水柱产生的压强之和(大于外界大气压),即p=p0+ρ水gh,h为玻璃管内水柱的高度;
(2)大气压强随高度的增加而减小;
(3)一定体积的气体,温度越高压强越大。【解答】A.往瓶内吹气后,瓶内气体增多,则瓶内气压大于瓶外大气压,压着瓶内的水沿玻璃管上升,故A错误符合题意;
B.根据p=p0+ρ水gh可知,瓶内的水沿玻璃管上升的高度越大,说明外界的大气压强降低了,故B正确不合题意;
C.瓶内气体温度升高,瓶内气体压强变大,会压着瓶内的水沿玻璃管上升,影响测量的结果,故C正确不合题意;
D.根据p=p0+ρ水gh可知,水柱高度h越大,说明外界的气压越低,即瓶内外的气体压强差越大,故D正确不合题意。
故选A。
9.【答案】90 N;10 N
【知识点】压强的大小及其计算
【解析】【分析】(1)根据F=pS求得压力;
(2)先根据F=pS求得压力的大小,再根据力的平衡,以及作用力和反作用力的知识,求得支持力的大小。
【解答】(1)罐内空气对皮肤的压力:F内=pS=9.0×104Pa×10×10-4m2=90N;
(2)皮肤受到的外界大气压力:F外=p外S=1.0×105Pa×10×10-4m2=100N,
由力的平衡得火罐对皮肤的压力:F压=F外-F内=100N-90N=10N,
因为压力和支持力是一对相互作用力,故皮肤对火罐的支持力:F支=F压=10N。
10.【答案】(1)水又重新沸腾起来;气压减小时水的沸点降低
(2)水停止沸腾;变大
(3)C
【知识点】沸点及沸点与气压的关系
【解析】【分析】(1)(2)(3)液体沸点随上方气压的增大而升高,随上方气压的减小而降低,根据液体沸点随气压的变化规律分析解答。
【解答】(1)如图甲所示,烧瓶中的水沸腾后移去酒精灯,水停止沸腾;待水温降低一些后将注射器接到烧瓶口上(如图乙所示),向外拉注射器活塞,此时烧瓶内气压减小,看到的现象是水又重新沸腾起来。这个实验说明了气压减小时水的沸点降低。
(2)如果把图乙所示装置改装成图丙所示的装置,继续加热,待水沸腾后注射器才与胶管连接,并把注射器的活塞往里推,增大气压,此时水的沸点升高,这时在正常情况下你看到的现象是水停止沸腾;一会儿,水又沸腾时温度计的示数变大,这样操作容易发生危险。
(3)某制药厂在制药时,为了从药液中提取抗生素粉剂,采用加热的方法使水沸腾除去水分,但要求药液的温度不超过80 ℃,下列方法可行的是:降低容器内的气压,使水的沸点低于80 ℃,故选C。
11.【答案】解:锅内气压等于标准大气压与限压阀对气体压强之和,即p内=p阀+p0,
限压阀对出气孔产生的压力:
F=G=mg=0.072 kg×10 N/kg=0.72 N,
限压阀对出气孔产生的压强:p阀= = =0.6×105 Pa,
锅内气压:p内=p阀+p0=0.6×105 Pa+1.0×105 Pa=1.6×105 Pa,
由图乙知水温最高可以达到115 ℃
【知识点】压强的大小及其计算
【解析】【分析】根据题意可知,当限压阀要起而未起的时候,锅内向上的气压等于外界大气压强和限压阀自重产生压强之和,即 p内=p阀+p0 。根据F=G=mg计算出限压阀自重对排气孔产生的压力,再根据 计算出限压阀自重对排气孔产生的压强,最后根据前面的关系式计算出锅内气压,并根据图乙确定锅内的最高水温即可。
12.【答案】降低试管B内水面上方的气压,使试管B中水的沸点降低;增大烧杯A内水面上方的气压,使烧杯A中水的沸点升高
【知识点】沸腾及沸腾条件;沸点及沸点与气压的关系
【解析】【分析】根据液体沸腾的条件和沸点随气压的变化规律分析解答。
【解答】液体沸腾的条件:①达到沸点;②继续吸热。而热量总是从温度高的物体向温度低的物体传递,则要使B管中的水沸腾,要么降低B管内水的沸点,要么升高A杯中水的沸点。
可以采取的方法为:①降低试管B内水面上方的气压,使试管B中水的沸点降低。
②增大烧杯A内水面上方的气压,使烧杯A中水的沸点升高。
13.【答案】B
【知识点】沸腾及沸腾条件;沸点及沸点与气压的关系
【解析】【分析】根据液体沸点随气压的变化规律分析瓶内外水的沸点高低,再沸腾的条件分析判断。
【解答】如图所示,烧杯中有水,水中倒扣着一个玻璃瓶,瓶内水面比烧杯内水面低。根据p内=p大气+p水可知,瓶内气压大于标准大气压强,则瓶内水的沸点高于烧杯内水的沸点。烧杯内的水被加热时,首先到达沸点然后能继续吸热,因此水会沸腾;而瓶内的水的沸点高于外面水的沸点,因此它不能达到沸点,因此不会沸腾。
故选B。
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浙教版科学八上第二章 第3节 大气的压强 第2课时 大气压与人类生活
一、大气压与生活用品
1.大气压和我们人类的生活关系非常密切,我们日常生活中的很多地方都利用了与大气压有关的知识。你认为下列现象不属于利用大气压实例的是( )
A.塑料挂衣钩能贴在墙上挂衣物 B.用注射器能把药液注入肌肉里
C.真空包装的食品被压得紧紧地 D.用吸尘器能吸起地板上的灰尘
【答案】B
【知识点】大气压强的存在
【解析】【分析】根据各个选项中包含的物理原理判断。
【解答】塑料挂衣钩能贴在墙上挂衣物,真空包装的食品被压得紧紧地 ,用吸尘器能吸起地板上的灰尘,三者都是因为外面的大气压强大于物体内部的气压,从而受到了大气向内的压力所致,故A、C、D不合题意;
用注射器能把药液注入肌肉里时,药液依靠活塞产生的压强进入肌肉内,与大气压强无关,故B符合题意。
故选B。
2.图实例中,利用大气压的是( )
A.发烧时擦酒精降温
B.盐水选种
C.用吸管吸饮料
D.奶牛自动喂水器
【答案】C
【知识点】大气压强的存在
【解析】【分析】分析各个选项中包含的物理原理Ike。
【解答】A.发烧时擦酒精降温,利用液体蒸发吸热,故A不合题意;
B.盐水选种,利用密度大于水的下沉,密度小于水的漂浮的原理,故B不合题意;
C.用吸管吸饮料时,利用外界的大气压强将饮料压入口中,故C符合题意;
D.奶牛自动喂水器,利用连通器原理,故D不合题意。
故选C。
二、大气压对天气的影响
3.关于图中空气运动的说法,正确的是( )
A.①处空气上升是因为气压高
B.③处气压较④处高,所以空气下沉
C.⑥处气温高、气压低,所以空气下沉
D.④处气温低,空气收缩下沉
【答案】D
【知识点】大气压强的存在
【解析】【分析】热力环流的过程为近地面温度高气体膨胀上升形成低压,高空形成高压;温度低气体收缩下沉形成高压,高空形成低压;大气在水平方向上从高压流向低压,从而形成热力环流.【解答】A.①处空气上升是因为气温高,空气体积膨胀,密度减小,而不是气压高,故A错误;
B.同一地区高度越高气压越低,故③处气压较④低,故B错误;
C.⑥处气温低、气压高,故C错误;
D.④处气温低,空气收缩下沉,形成高压,故D正确。
故选D。
4.用气压计测量大气压时,能使气压计示数变小的是( )
A.把气压计从山顶拿到山脚下 B.天气由晴转阴雨
C.季节从夏季到冬季 D.把气压计从室内拿到室外
【答案】B
【知识点】大气压强与高度的关系;大气压对天气的影响
【解析】【分析】根据大气压强的因素因素分析判断。
【解答】A.大气压强随高度的增大而减小,则把气压计从山顶拿到山脚下时气压会增大,故A不合题意;
B.晴天时气压高,阴天时气压低,故B符合题意;
C.冬季时气压高,而夏季时气压低,故C不合题意;
D.在同一地点,室内和室外的气压几乎相同,故D不合题意。
故选B。
三、大气压对人体的影响
5.登山运动员徒手攀登海拔较高的山峰,在继续攀登海拔4000 m以上高度时,尽管经过充足的休息后再爬,但是越往上爬越感觉到乏力,出现头晕、耳鸣和恶心等现象,其主要原因是( )
A.山峰陡峭,人体能量消耗大
B.高处气温太低
C.该运动员体质太差
D.高山上空气稀薄,气压偏低缺氧
【答案】D
【知识点】大气压强与高度的关系
【解析】【分析】根据气压随高度的变化规律分析判断。
【解答】大气压强随高度的增大而减小,因此海拔4000m的山峰上大气压强很小,此处空气稀薄,空气中氧气含量很低,这会导致人体出现头晕、耳鸣和恶心等问题,故D正确,而A、B、C错误。
故选D。
6.近年来,大量人员涌向西藏旅游,但并不是每个人都能去的。为了研究人们对高原生活的适应情况,科学家请一些人员进入密闭的实验舱后让他们慢慢地“飞向西藏”,然后进行各项测试。“飞向西藏”的实际内容是 ( )
A.将实验舱用飞机运往西藏 B.将实验舱升入高空
C.逐渐减小实验舱内的气压 D.逐渐增大实验舱内的气压
【答案】C
【知识点】大气压强与高度的关系
【解析】【分析】气压的大小与高度有关,高度越高,气压越小。【解答】科学家请一些人员进入密闭的实验舱后让他们“慢慢地飞向西藏”,由于西藏的海拔较高,气压较小,所以其实际内容是减小实验舱内的气压,来模拟西藏的气压,故C正确,A、B、D错误。
故选C。
四、气压对液体沸点的影响
7.高压锅是常用的炊具,能缩短食物的烹饪时间。有时为了尽快打开高压锅,会采用冷水冲淋的方法,如图所示。
(1)高压锅能缩短烹饪时间的原因是气压增大,沸点 。
(2)用冷水冲淋能够快速打开高压锅的原理是 。
【答案】(1)升高
(2)冷水冲淋使高压锅内气温降低,气压减小到接近外界大气压
【知识点】沸点及沸点与气压的关系
【解析】【分析】(1)(2)根据液体沸点随气压的变化规律解答。
【解答】(1)高压锅能缩短烹饪时间的原因是气压增大,沸点升高。
(2)用冷水冲淋能够快速打开高压锅的原理是:冷水冲淋使高压锅内气温降低,气压减小到接近外界大气压。
8.如图所示,把一根两端开口的细玻璃管,通过橡皮塞插入装有红色水的玻璃瓶中,从管口向瓶内吹入少量气体后,瓶内的水沿玻璃管上升的高度为h。把这个自制气压计从1楼带到5楼的过程中(对瓶子采取了保温措施),观察到管内水柱的高度发生了变化,如下表所示。
楼层 1 2 3 4 5
管内与瓶内水面的高度差h/cm 5 5.3 5.7 6 6.3
根据实验现象,下列判断错误的是 ( )
A.往瓶内吹气后,瓶内气压小于瓶外大气压
B.水柱高度h增大,说明大气压降低了
C.上楼的过程中,给瓶子保温是为了避免温度对测量结果的影响
D.水柱高度h越大,瓶内外的气体压强差越大
【答案】A
【知识点】大气压强的存在;液体压强计算公式的应用
【解析】【分析】(1)(4)瓶内封闭气体压强p等于大气压p0与玻璃管内水柱产生的压强之和(大于外界大气压),即p=p0+ρ水gh,h为玻璃管内水柱的高度;
(2)大气压强随高度的增加而减小;
(3)一定体积的气体,温度越高压强越大。【解答】A.往瓶内吹气后,瓶内气体增多,则瓶内气压大于瓶外大气压,压着瓶内的水沿玻璃管上升,故A错误符合题意;
B.根据p=p0+ρ水gh可知,瓶内的水沿玻璃管上升的高度越大,说明外界的大气压强降低了,故B正确不合题意;
C.瓶内气体温度升高,瓶内气体压强变大,会压着瓶内的水沿玻璃管上升,影响测量的结果,故C正确不合题意;
D.根据p=p0+ρ水gh可知,水柱高度h越大,说明外界的气压越低,即瓶内外的气体压强差越大,故D正确不合题意。
故选A。
9.“拔火罐”是我国传统医疗的一种手段。如图所示,医生先用点燃的酒精球加热火罐内的空气,随后迅速把火罐倒扣在需要治疗的部位,冷却后火罐便紧贴在皮肤上。已知大气压为1.0×105 Pa,火罐开口部位的面积为10 cm2,罐内空气冷却变为室温时其压强为9.0×104 Pa,不计火罐重力。则罐内空气对皮肤的压力为 ,皮肤对火罐的支持力为 。
【答案】90 N;10 N
【知识点】压强的大小及其计算
【解析】【分析】(1)根据F=pS求得压力;
(2)先根据F=pS求得压力的大小,再根据力的平衡,以及作用力和反作用力的知识,求得支持力的大小。
【解答】(1)罐内空气对皮肤的压力:F内=pS=9.0×104Pa×10×10-4m2=90N;
(2)皮肤受到的外界大气压力:F外=p外S=1.0×105Pa×10×10-4m2=100N,
由力的平衡得火罐对皮肤的压力:F压=F外-F内=100N-90N=10N,
因为压力和支持力是一对相互作用力,故皮肤对火罐的支持力:F支=F压=10N。
10.
(1)如图甲所示,烧瓶中的水沸腾后移去酒精灯,水停止沸腾;待水温降低一些后将注射器接到烧瓶口上(如图乙所示),向外拉注射器活塞,看到的现象是 。这个实验说明了 。
(2)如果把图乙所示装置改装成图丙所示的装置,继续加热,待水沸腾后注射器才与胶管连接,并把注射器的活塞往里推,增大气压,这时在正常情况下你看到的现象是 ;一会儿,水又沸腾时温度计的示数 (填“变大”或“不变”),这样操作容易发生危险。
(3)某制药厂在制药时,为了从药液中提取抗生素粉剂,采用加热的方法使水沸腾除去水分,但要求药液的温度不超过80 ℃,下列方法可行的是 ( )
A.用微火加热使其沸腾
B.缩短加热时间
C.降低容器内的气压,使水的沸点低于80 ℃
D.增大容器内的气压,使水的沸点低于80 ℃
【答案】(1)水又重新沸腾起来;气压减小时水的沸点降低
(2)水停止沸腾;变大
(3)C
【知识点】沸点及沸点与气压的关系
【解析】【分析】(1)(2)(3)液体沸点随上方气压的增大而升高,随上方气压的减小而降低,根据液体沸点随气压的变化规律分析解答。
【解答】(1)如图甲所示,烧瓶中的水沸腾后移去酒精灯,水停止沸腾;待水温降低一些后将注射器接到烧瓶口上(如图乙所示),向外拉注射器活塞,此时烧瓶内气压减小,看到的现象是水又重新沸腾起来。这个实验说明了气压减小时水的沸点降低。
(2)如果把图乙所示装置改装成图丙所示的装置,继续加热,待水沸腾后注射器才与胶管连接,并把注射器的活塞往里推,增大气压,此时水的沸点升高,这时在正常情况下你看到的现象是水停止沸腾;一会儿,水又沸腾时温度计的示数变大,这样操作容易发生危险。
(3)某制药厂在制药时,为了从药液中提取抗生素粉剂,采用加热的方法使水沸腾除去水分,但要求药液的温度不超过80 ℃,下列方法可行的是:降低容器内的气压,使水的沸点低于80 ℃,故选C。
11.如图甲所示,高压锅是利用液体沸点会随着气压增大而升高的原理设计的。图乙为水的沸点跟气压的关系图像。已知高压锅盖出气孔的横截面积为12 mm2,限压阀的质量为72 g。请你通过计算并对照图乙来判断:用该高压锅烧水,水温最高可以达到多少摄氏度 (g取10 N/kg,大气压值取1.0×105 Pa)
【答案】解:锅内气压等于标准大气压与限压阀对气体压强之和,即p内=p阀+p0,
限压阀对出气孔产生的压力:
F=G=mg=0.072 kg×10 N/kg=0.72 N,
限压阀对出气孔产生的压强:p阀= = =0.6×105 Pa,
锅内气压:p内=p阀+p0=0.6×105 Pa+1.0×105 Pa=1.6×105 Pa,
由图乙知水温最高可以达到115 ℃
【知识点】压强的大小及其计算
【解析】【分析】根据题意可知,当限压阀要起而未起的时候,锅内向上的气压等于外界大气压强和限压阀自重产生压强之和,即 p内=p阀+p0 。根据F=G=mg计算出限压阀自重对排气孔产生的压力,再根据 计算出限压阀自重对排气孔产生的压强,最后根据前面的关系式计算出锅内气压,并根据图乙确定锅内的最高水温即可。
五、自我提升
12.在标准大气压下,水的沸点是100 ℃。如图所示的小试管B装有热水,悬放在装有沸水的烧杯A中,试管B中的水不能沸腾。要使试管B中的水沸腾,可采取的两种方法分别是:
① 。② 。
【答案】降低试管B内水面上方的气压,使试管B中水的沸点降低;增大烧杯A内水面上方的气压,使烧杯A中水的沸点升高
【知识点】沸腾及沸腾条件;沸点及沸点与气压的关系
【解析】【分析】根据液体沸腾的条件和沸点随气压的变化规律分析解答。
【解答】液体沸腾的条件:①达到沸点;②继续吸热。而热量总是从温度高的物体向温度低的物体传递,则要使B管中的水沸腾,要么降低B管内水的沸点,要么升高A杯中水的沸点。
可以采取的方法为:①降低试管B内水面上方的气压,使试管B中水的沸点降低。
②增大烧杯A内水面上方的气压,使烧杯A中水的沸点升高。
13.如图所示,烧杯中有水,水中倒扣着一个玻璃瓶,瓶内水面比烧杯内水面低,当烧杯中的水被加热到一定温度时 ( )
A.烧杯和玻璃瓶内的水可能都会沸腾
B.烧杯中的水可能会沸腾,玻璃瓶内的水一定不会沸腾
C.烧杯中的水一定不会沸腾,玻璃瓶内的水可能会沸腾
D.烧杯和玻璃瓶内的水一定都不会沸腾
【答案】B
【知识点】沸腾及沸腾条件;沸点及沸点与气压的关系
【解析】【分析】根据液体沸点随气压的变化规律分析瓶内外水的沸点高低,再沸腾的条件分析判断。
【解答】如图所示,烧杯中有水,水中倒扣着一个玻璃瓶,瓶内水面比烧杯内水面低。根据p内=p大气+p水可知,瓶内气压大于标准大气压强,则瓶内水的沸点高于烧杯内水的沸点。烧杯内的水被加热时,首先到达沸点然后能继续吸热,因此水会沸腾;而瓶内的水的沸点高于外面水的沸点,因此它不能达到沸点,因此不会沸腾。
故选B。
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